離子輻照GaAs的光致發(fā)光和拉曼散射研究

楊　迪　孫夢(mèng)利　袁　偉　杜　鑫　彭海波　王鐵山　郭紅霞

1（蘭州大學(xué)　核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院　蘭州　730000）2（西北核技術(shù)研究所　西安　710024）

離子輻照GaAs的光致發(fā)光和拉曼散射研究

楊迪1孫夢(mèng)利1袁偉1杜鑫1彭海波1王鐵山1郭紅霞2

1（蘭州大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院蘭州730000）2（西北核技術(shù)研究所西安710024）

利用250 keV質(zhì)子和4.5 MeV氪離子（Kr17+）輻照未摻雜GaAs，注量分別為1×1012-3×1014cm-2和3×1011-3×1014cm-2，使用光致發(fā)光譜和拉曼散射譜分析表征。發(fā)光譜的結(jié)果表明，隨著劑量增大，質(zhì)子輻照后的CAs峰及其聲子伴線逐漸減弱，913 nm處的復(fù)合缺陷峰則先增大后減小，此峰與材料制備時(shí)的Cu摻雜無(wú)關(guān)。Kr離子輻照后本征發(fā)光峰則完全消失。拉曼散射譜的結(jié)果表明，相比于質(zhì)子輻照，Kr離子輻照后LO聲子峰峰位向低頻方向移動(dòng)，出現(xiàn)非對(duì)稱性展寬，晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯改變。質(zhì)子和Kr離子輻照效應(yīng)的差異是由于移位損傷相差至少三個(gè)量級(jí)造成的。最后采用多級(jí)損傷累積（Multi-step damage accumulation, MSDA）模型得到了材料內(nèi)缺陷的演化過(guò)程，并很好地解釋了隨損傷劑量增大GaAs光學(xué)性能及晶體結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)。

GaAs，輻照效應(yīng)，光致發(fā)光譜，拉曼散射譜

砷化鎵（GaAs）半導(dǎo)體是一種直接禁帶半導(dǎo)體材料，因其具有較高的電子遷移率而廣泛應(yīng)用于光纖通信、航天以及半導(dǎo)體發(fā)光器件等領(lǐng)域。由砷化鎵制成的超高速?gòu)?qiáng)流脈沖輻射探測(cè)器對(duì)γ射線、X射線、中子以及帶電粒子都很靈敏。這種探測(cè)器可以用于同步輻射裝置、慣性約束聚變、核武器研制等各種輻射場(chǎng)中脈沖粒子流的測(cè)量，以及應(yīng)用于亞納秒技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域。……